DE2211329C3 - Motorantrieb für ein Schaltgerät (z.B. Leistungsschalter) - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Motorantrieb für ein Schaltgerät mit einer von der Motorachse angetriebenen Schnecke und einem von der Schnecke gedrehten ortsfesten Zahnrad, dessen Drehbewegung zur Betätigung des Schaltgerätes dient.

T2ei einer bekannten Bauart ist die Schnecke starr mit der Motorachse gekoppelt und befindet sich dauernd, d. h. sowohl in der Ruhestellung als auch während des Betriebes, mit dem Zahnrad in Eingriff. Das Zahnrad ist ebenfalls ortsfest gelagert und über seinen gesamten Umfang mit Zähnen versehen. Die von der Schnecke bei Drehung der Motorachse auf das Zahnrad übertragene Drehbewegung wird auf ein Hebelsystem geleitet und dient zur Einschaltung eines mit dem Hebelsystem gekoppelten Schaltgerätes. Nach Inbetriebnahme und erfolgter Einschaltung des Schaltgerätes wird der Motor durch eine besondere elektrische Kupplung von der Antriebswelle für die Schnecke getrennt. Eine Not-Handschaltung ist nur möglich, wenn das Hebelsystem durch eine besondere, von Hand zu betätigende Einrichtung entklinkt wird. Nach Auslösung des Schaltgerätes durch einen Auslöser muß der Motorantrieb durch Drükken einer Taste in »Aus«-Stellung gebracht werden. Erst danach ist er wieder einschaltbereit.

Bei einer weiteren bekannten Ausführung wird ein Zahnrad (Segment) nach erfolgtem Einsehalten über ein besonderes Hebel- und Klinkensystem seitlich aus der Schnecke herausgeschwenkt. Auch hierbei ist die Schnecke mit der Motorachse starr gekoppelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst wenig Aufwand einen zuverlässigen und einfach bedienbaren Motorantrieb zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem eingangs genannten Motorantrieb die Schnecke in der Ruhestellung außer Eingriff mit dem Zahnrad steht und derart mit der Motorachse

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gekoppelt ist, daß sie bei Drehung der Motorachse bis zum Eingriff in das Zahnrad zunächst nur in Achsrichtung gegen d'^e Kraft der Feder und nach erfolgtem Eingriff nur in Umfangsrichtung kraftschlüssig verschiebbar ist und daß die Schnecke nach vollzogener Betätigung des Schaltgerätes durch Ausbildung einer Lücke im Zahnkranz in ihre Ruhestellung rückstellbar ist. Ein derartiger Motorantrieb ist sehr einfach im Aufbau und besonders leicht zu bedienen. In Ruhestellung oder nach erfolgter Einschaltung durch d^n Motorantrieb befinden sich die Schnecke und das Zahnrad immer außer Eingriff. Das bedeutet, daß jederzeit, z. B. bei Notschaltungen, sofort eine Handschaltung vorgenommen werden kann, ohne daß Zahnrad und Schnecke sich gegenseitig behindern, d.h. zunächst außer Eingriff gebracht werden müßten. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion befinden sich Schnecke und Zahnrad nur für den kurzen Augenblick der unmittelbaren Betätigung des Schaltgera'tes im Eingriff. Das Zahnrad braucht daher nicht über seinen gesamten Umfang mit Zähnen versehen sein. Vorteilhaft ist, daß die Schnecke erst während der zunächst erfolgenden kraftschlüssigen Bewegung in Achsrichtung mit den Zähnen des Zahnrades in Eingriff kommt und das Zahnrad dann kraftschlüssig so weit dreht, bis über das zugehörige Hebclsystem das Schaltgerät betätigt wird. Je nach Auslegung kann eine solche Betätigung z.B. bei einer Drehung des Zahnrades von weniger als 180° erfolgen. Daher braucht das Zahnrad nur über diesen Bereich Zähne aufzuweisen. Als Zahnrad kann daher z.B. ein Halbrad genommen werden, das durch Teilung auf der Linie eines Durchmessers aus einem Vollzahnrad gewonnen wird. Ein solches Halbrad wird dann auf einer zugehörigen Trägerscheibe befestigt. Dies bedingt einen sehr geringen Fertigungsaufwand. Nachdem die letzten Zähne eines solchen Halbrades die Schnecke verlassen haben, wird diese automatisch durch Federkraft in ihre Ruhestellung zurückgestellt. Bei einem Vollzahnrad genügt also eine Lücke an der entsprechenden Stelle des Zahnkranzes, um die Schnecke in ihre Ausganslage zurückschnappen zu lassen. Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist eine auf der Motorwellc und in einem ortsfesten Gehäuseteil gelagerte Welle am motornahen Ende als Schnecke ausgebildet und federnd gegen die Motorachse gepreßt. Dabei wird die kraftschlüssige Bewegung in Achsrichtung dadurch erreicht, daß entweder die Schnecke oder die Motorachse eine koaxial angeordnete, mit einem Endanschlag versehene schiefe Ebene aufweist, auf der ein Zapfen bis zum Erreichen des Endanschlages gleitet, der entweder an der Motorachse oder an der Schnecke befestigt ist. Danach beginnt die kraftschlüssige Bewegung in Umfangsrichtung, indem der Zapfen die Schnecke, die jetzt in das Zahnrad eingegriffen hat, über den Endanschlag mitnimmt. Der Zapfen kann z. B. zur Minderung der Reibung als Rolle ausgebildet sein. Damit die Schnecke nach Beginn des Eingriffes nicht von dem Zahnrad mitgenommen wird und der Zapfen nicht über dem Endanschlag der schiefen Ebene hinausschießt, ist die beim Gleiten des Zapfens auf der schiefen Ebene maximal erreichbare Längsverschiebung der Welle durch einen weiteren Anschlag begrenzt. Dieser Anschlag kann z.B. ein um motorfernen Ende der Welle angebrachtes Schwungrad sein. Dieses Schwungrad dient nacL einem weiteren Merkmal dazu, der Schnecke bzw. der Welle bei Beginn der Motordrehung eine Anfangsträgheit zu verleihen, um eine möglichst geradlinige Bewegung der Schnecke in Achsrichtung so lange zu gewährleisten, bis der Zap-

fen den Endanschlag der $,chiefen Ebene erreichi hat und somit Schnecke und Zahnrad in Eingriff sind. An Stelle des Schwungrades kann auch ein Flügelrad vorgesehen sein.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung geht die schiefe Ebene vor dem Endanschlag in eine kurze, plane Ebene oder in eine nicht selbsthemmend wirkende schiefe Ebene von etwa 7 bis 10° über. Damit wird ein unerwünschtes, vorzeitiges Zurückgleiten des Zapfens verhindert. Nach vollzogener Einschal-

tung des Schaltgerätes bzw. kurz vorher wird auch der Motor abgeschaltet, und zwar z. B. durch einen Hilfsschalter, der von einer auf der Achse des Zahnrades angeordneten Nockenscheibe betätigt wird. Dadurch, daß Schnecke und Zahnrad nach jeder

Einschaltung sofort und automatisch außer Eingriff kommen, ist der Motorantrieb sofort wieder einschaltbereit und kann außerdem jederzeit, ohne irgendwelche besonderen Maßnahmen, auch für Not-Handschaltungen verwendet werden. Schließlich kann ein durch den Motorantrieb eingeschaltetes Schaltgerät ohne Schwierigkeiten durch Auslöser ausgeschaltet werden, da in diesem Falle das Zahnrad ohne Behinderung durch die Schnecke in seine Ausgangslage zurückkehren kann.

In der Zeichnung ist ein Aufüiirnngsbeir.piel eines Motorantriebes gemäß der Erfindung dargestellt.

Fig.! zeigt den Motorantrieb, zum Teil im Schnitt, in der Ruhestellung;

F i g. 2 und 3 zeigen den Motorantrieb in verschie-

denen Betriebsstellungen nach vollzogener Einschaltung eines nicht dargestellten Schaltgerätes;

Fig 4 zeigt eine an einem Bauteil des Motorantriebes vorgesehene, abgewickelte schiefe Ebene.
Die F i g. 1 bis 3 zeigen einen Motorantrieb mit

einem Motor 10 und einem in einem Gehäuse 11 angeordneten Antricbsteil. Dieser Motorantrieb dient zur automatischen Ferneinschaltung eines nicht dargestellten Schaltgerätes. Der Motor 10 weist eine Motorachse 12 auf, mit der ein Kupplungsteil 13 durch einen Stift 14 fest verbunden ist. Eine Welle 15 ist an ihrem motornahen Ende als Schnecke 16 ausgebildet und enthält eine in Achsrichtung verlaufende Innenbohrung 17, in der das Kupplungsteil 12 lose gelagert ist. Am motorfernen Ende ist die Welle

15 in einem ortsfesten Gehäuseteil 18 in Achsrichtung verschiebbar gelagert. Die Schnecke ist am oberen F.nde mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden schielen Ebene 19 versehen, die am Ende in eine kurze plane Ebene 20 übergeht und oincn Anschlag

21 aufweist. F i g. 4 zeigt die schiefe Ebene in abgewickelter Darstellung. An dem Kupplungsteil 13 isl ein als Rolle ausgebildeter Zapfen 22 befestigt, der im Betrieb auf der schiefen Ebene 19 gleitet. Mit 23 ist ein mit der Welle 15 fest verbundenes Schwungrad bezeichnet. Zwischen diesem Schwungrad 23 und dem Gehäuseteil 18 ist, unter Zwischenschaltung einer Unterlegscheibe 24, eine Druckfeder 25 vorgesehen.

Mit 26 ist ein ortsfest gelagertes Zahnrad bezeichnet, das nur über einen Teil seines Umfangs mit Zähne 27 verschen ist. Der Anfang des Zahnkranzes weist eine Lücke 28 auf. Mit dem Zahnrad 26 ist ein erster Hebel 29 fest verbunden, dessen Ende über

eine Walze 30 in einem Langloch 31 eines weiteren Hebels 32 gleitet. Der Hebel 32 dient mittel- oder unmittelbar zur Betätigung des nicht dargestellten Schaltgerätes.

F i g. 1 zeigt den Motorantrieb in Ruhestellung. Das nicht dargestellte Schaltgerät ist ausgeschaltet und soll durch diesen Motorantrieb eingeschaltet werden. Bei Einschaltung des Motors 10 beginnt die Motorwelle 12 mit dem Kupplungsteil 13 und dem Zapfen 22 zu drehen. Dabei gleitet der Zapfen 22 über die schiefe Ebene 19 bis zum Endanschlag 21 und bewegt die Welle 15 mit der Schnecke 16 kraftschlüssig in Achsrichtung nach unten. Wegen der losen Kopplung zwischen Welle 15 und Kupplungsteil 12 und wegen des Schwungsrades 23. das der Welle 15 eine Anfangsträgheit verleiht, macht die Welle bis zum Anschlag des Zapfens 22 an den Endanschlag 21 praktisch keine Drehbewegung. Im Zeitpunkt des Anschlagens des Zapfens an den Endanschlag 21 beginnt der Eingriff zwischen Schnecke 16 und Zahnrad 26 und die kraftschlüssige Drehung der Schnecke in Umfangsrichtung. Eine weitere Längsbewegung der Welle bzw. der Schnecke wird durch den im gleichen Zeitpunkt erfolgten Anschlag des Schwungrades an dem Gehäuseteil 18 bzw. an der Unterlegscheibe 24 verhindert. Bei Drehung des Zahnrades 26 wird der Hebel 32 betätigt und erreicht nach Durchlauf des Zahnkranzes durch die Schnecke die in Fig. 2 dargestellte Einschaltstellung, in der das Schaltgeiü' eingeschaltet ist und der Motor durch Hilfsschalter ausgeschaltet wird. Sobald die lezten Zähne des Zahnkranzes die Schnecke verlassen haben, wird die Welle 15 mit der Schnecke 16 durch die Krafi der Feder 25 in die Ausgangslage zurückgestellt (s. Fig. 3). Dabei läuft die Schnecke 16 wegen der

»ο Wirkung des Schwungrades 23 in der urspünglichcn Drehrichtung weiter, und der Zapfen 22 gleitet bei stehender Motorachse in seine Ausgangstage zurück Wichtig dabei ist also, daß nach Erreichen des eingeschalteten Zustandcs gemäß F i g. 2 der Rücklauf dei Schnecke nicht mehr durch im Wege stehende Zähne des Zahnrades 26 behindert werden kann. Wird irr Zustand gemäß F i g. 3, bei dem das Schaltgerät eingeschaltet ist und die Schnecke 16 ihre Ruhelagt wieder erreicht hat, das Schaltgerät, z.B. durch Aus

ao löser, entklinkt, so kann das Zahnrad 26 ohne Benin derung durch die Schnecke 16 ohne weitere zusatz liehe Maßnahmen in seine Ausgangsstellung gemäi F i g. 1 zurückkehren. Mit 33 ist die von der Walzt 30 bei F.in- oder Ausschaltung beschriebene Bewc

as gung bezeichnet. 34 bezeichnet den bei Bcwegunj der Welle 15 in Achsrichtung entstehenden Hub

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Motorantrieb für ein Schaltgerät mit einer von der Motorachse angetriebener. Schnecke und einem von der Schnecke gedrehten ortsfesten Zahnrad, dessen Drehbewegung zur Betätigung des Schaltgerätes dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (16) in der Ruhestellung außer Eingriff mit dem Zahnrad (26) steht und derart mit der Motorachse (12) gekoppelt ist, daß sie bei Drehung der Motorachse (12) bis zum Eingriff in das Zahnrad (26) zunächst nur in Achsrichtung gegen die Kraft einer Feder

(25) und nach erfolgtem Eingriff nur in Umfangsrichtung kraftschlüssig verschiebbar ist und daß die Schnecke (16) nach vollzogener Betätigung des Schaltgerätes durch Ausbildung einer Lücke Im Zahnkranz in ihre Ruhestellung riickstellbar ist.

2. Motorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Motorachse (12) und in einem ortsfesten Gehäuseteil (18) gelagerte Welle (15) in einem Bereich als Schnecke (16) ausgebildet und federnd gegen die Motorachse (12) gepreßt ist, da3 entweder die Schnecke (16) oder die Motorachse (12) eine koaxial angeordnete, mit einem Endanschlag (21) versehene schiefe Ebene (19) aufweist, auf der ein die Längs; ;wegung erzeugender Zapfen (22) gleitet, der entweder an der Motorachse (12) oder an der Schnecke (i6) be-istigt ist, und daß die beim Gleiten des Zapiens (72) auf der schielen Ebene (19) maximal erreichbare Längsverichiebung (34) der Welle (15) durch einen weiteren Anschlag (18, 23) begrenzt ist.

3. Motorantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schiefe Ebene (19) vor dem Endanschlag (21) in eine kurze, plane Ebene (20) oder in eine nicht selbsthemmend wirkende schiefe Ebene von ca. 7 bis 1.0 ° übergeht.

4. Motorantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Motorachse (12) und Welle (15) ein mit der Motorachse (12) fest verbundenes Kupplungsteil (13) vorgesehen ist, das gegebenenfalls den Zapfen (22) oder die schiefe Ebene (19) aufweist.

5. Motorantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (16) (Welle 15) eine Einrichtung (23) aufweist, die bei anlaufendem Motor (10) das Rotieren der Schnecke (Welle) so lange behindert, bis der Zapfen (22) den Endanschlag (21) der schiefen Ebene (19) erreicht hat.

6. Motorantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (23) ein an der Welle angeordnetes Schwungrad oder Flügelrad Ist.

7. Motorantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schwungrad (23) und dem ortsfesten Gehäuseteil (18) eine Druckfeder (25) angeordnet ist.

8. Motorantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (22) als Rolle ausgebildet ist.

9. Motorantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad

(26) mit einer Feder verseilen ist, die bei Betätigung des Zahnrades (26) durch die Schnecke (16) gespannt wird und beim Auslösen des Schaltgerätes zur Rückführung des Zahnrades in seine Ausgangsstellung dient.

10. Motorantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (26) mit einem ersten Hebel (29) versehen ist, dessen Ende über eine Walze (30) in einem Langloch (31) eines zweiten Hebels (32) gleitet, der mit der Schaltachse des zu betätigenden Schalters zusammenwirkt.

11. Motorantrieb nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse des Zahnrades (26) eine Nockenscheibe zur Betätigung eines Hilfsschalters für die Ausschaltung des Motors (10) vorgesehen ist.

12. Motorantrieb nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle, an der Schnecke (16) und Zahnrad (26j bei der Bewegung in Achsrichtung zuerst in Eingriff kommen, eine Zahnlücke (28) vorgesehen ist.

13. Motorantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (26) und/oder die Schnecke (16) aus einem geeigneten thermoplastischen Kunststoff hergestellt sind.